Копировальное приспособление для ручного фрезера. Копир для токарного станка по дереву с ручным фрезером. Использование копировальных шаблонов и колец

Предназначен для того, чтобы создавать различные изделия, форма которых практически не отличается от заданного образца. Суть использования этих агрегатов в том, что они позволяют создавать выбранные элементы большими тиражами, при этом обеспечивая большую скорость обработки.

Особенности применения агрегата

Операция фрезерования - это одна из наиболее распространенных опций, которая используется при обработке материала. Копировально-фрезерный станок по дереву может выполнять такие функции, как черновая, получистовая или же чистовая обработка фасонной и простой поверхности заготовок.

Данная операция характеризуется тем, что она обладает очень высокой производительностью. Благодаря этому этот агрегат позволяет получать детали с правильной геометрической формой.

Способы фрезеровки

Для того, чтобы осуществить данный процесс, можно использовать один из двух существующих методов:

• Первый способ - это процедура встречного фрезерования. При использовании этого метода подача элемента противоположна движению фрезы.
• Второй способ - это попутное фрезерование, суть которого в том, что деталь и фреза движутся в одном направлении.

В качестве материала для изготовления фрезы в настоящее время используются такие материалы, как минералокерамика, синтетические, сверхтвердые. Однако стоит сказать, что использование таких качественных веществ для изготовления фрезы, может заменить процедуру шлифовки. Но это не слишком актуально для фрезерно-копировального станка по дереву, так как материал изначально довольно мягкий.

Также стоит отметить, что имеется два вида таких станков:

1. Первая группа - это агрегаты общего назначения.
2. Вторая категория - это специализированные устройства.

Копировально-фрезерное оборудование относится именно ко второй категории машин.

Общее описание копировально-фрезерного устройства

Фрезерно-копировальный станок по дереву используется для того, чтобы выполнять работы копировального типа по объему, а также на плоскости. Кроме этого, устройство применяется и для работ с применением объемных моделей. Для выполнения таких операций используются и соответствующие копиры.

Применять этот агрегат можно также для выполнения операции по гравировке, нанесению узоров, орнаментов или разных надписей. Наибольшим преимуществом фрезерно-копировального станка по дереву является то, что при своем довольно простом устройстве он способен выполнять большое количество разнообразных сложных операций.

Суть работы

Надо отметить, что возможность работы устройства с различными материалами зависит от сплава, из которого изготовлена фреза. Проводить операции можно не только по дереву, но и по стали, чугуну, цветным металлам. Для этого необходимо использовать твердый сплав в качестве материала для фрезы, а также обеспечить большое количество оборотов в минуту. Использовать такого рода агрегаты можно как для крупносерийного производства, так и для изготовления мелких партий.

К примеру, на подобных устройствах можно производить такие вещи, как гребневые винты судов, турбореактивные двигатели, паровые турбины, различные формы, пресс-формы, а также заготовки из дерева.

Стоит отметить, что выпускаются модели копировально-фрезерного станка с ЧПУ по дереву. Предназначение такого рода устройств состоит в выполнении операции фрезерования криволинейных деталей. Для выполнения такой задачи эти машины используют метод копирования по шаблону. Применение данного способа помогает исключить человеческий фактор. Это очень важно, так как человек не способен создать две идеально одинаковые вещи, в отличие от машины. В результате механизации процесса, то есть использования станков, появилась возможность конвейерного производства разнообразных деталей и элементов с криволинейной формой и абсолютно одинаковыми размерами.

Станок своими руками

На сегодняшний день есть возможность приобрести такое устройство на рынке. Однако не исключается и вероятность создания самодельного фрезерно-копировального станка по дереву.

Так как конструкций этого оборудования существует довольно много, то представлена будет его типовая, наиболее распространенная форма.

Составные элементы такого агрегата следующие:

• рабочая поверхность;
• несущая рама или станина;
• фрезерная головка.

Важно, чтобы рабочая поверхность оборудования имела возможность регулирования по высоте, а фрезерная головка оборудовалась электроприводом. Кроме этого, к ней должен быть подключен двухступенчатый механизм, задача которого, заключается в обеспечении двух разных скоростных ступеней работы фрезерной головки.

Довольно частым недостатком самодельных устройств является то, что они не способны создать точную копию изделия. Причины этому чаще всего дрожание, вибрации, а также смена направления фрезы. Избежать всех изъянов не получится, а потому, чтобы свести к минимуму их наличие, эксперты рекомендуют создавать узконаправленную модель оборудования, а не стараться сделать ее универсальной.

При изготовлении копировально-фрезерного станка по дереву своими руками, необходимо создавать чертеж и конструировать все детали таким образом, чтобы в будущем было удобно работать с заготовками выбранного размера. К примеру, есть два вида работ - это фрезеровка длинных заготовок или гравирование. Эти две операции требуют, чтобы способ крепления заготовки, как и рабочей поверхности, был абсолютно разным.

Это не единственная причина, по которой нужно заранее все продумать. Второе, с чем придется столкнуться всем, кто создает станок своими силами, - это выбор электрического двигателя. В зависимости от плотности материала, с которым нужно будет работать, необходимо выбрать и мощность этого изделия. Если говорить о работе с древесиной, то чаще всего хватает мотора с мощность от 150 до 220 Вт.

Еще одна особенность, которая должна быть соблюдена, - это наиболее прочное крепление копировального щупа и устройства, которое держит фрезу. Эти две небольшие детали очень важны, так как именно от этого будет зависеть точность, с которой станок сможет воспроизвести модель по образцу.

Фрезерно-копировальный станок по дереву "Дупликарвер"

Предназначение этого оборудования заключается в выполнении таких операций, как резьба по дереву, копирование скульптур и плоских рельефных предметов. Основным преимуществом именного этого устройство является то, что он обладает наилучшим соотношением цена-качество. А его характеристики подходят как для выполнения профессиональных работ, так и для начинающих.

Эти устройства могут выполнять резьбу по дереву двумя способами:

1. Объемная или же скульптурная резьба. Данная операция является основной для этого станка. Она позволяет создавать точные копии моделей из древесных материалов.
2. Плоскорельефная резьба. К этому типу работ можно отнести резьбу по дверным филенкам, панно или любым другим заготовкам, имеющим малую глубину изображения.

Фрезерно-токарный копировальный станок по дереву

Предназначение этого типа станка - обработка деревянных изделий, вытачивание профилей и декоративных заготовок. Отличительная черта такого рода оборудования - наличие сразу двух резцов. Один из них монтируется на люнете, и предназначается для обработки круглых древесных заготовок. Этот резец способен снимать до 10 мм материала за один проход детали. Настройки для этого элемента задаются на специальном устройстве.

Второй же резец монтируется в копировальной каретке, а его основное предназначение - вытачивание заготовок по образцу. Для того чтобы обеспечить комфортную работу с длинными элементами, у агрегата имеется люнет, который можно прикрепить к направляющей штанге. Используется он в качестве основной опоры, чтобы не дать длинной заготовке прогнуться. Также имеется возможность установки такой детали, как планшайба. Это позволяет обрабатывать детали с большим количеством граней.

Дерево - один из основных материалов, которые использует человек в повседневной жизни для изготовления мебели, предметов внутреннего убранства, декоративных архитектурных элементов, хозяйственных и садовых принадлежностей и многого другого.

Копировальный станок по дереву.

Одну-две вещи можно сделать ручным инструментом либо с использованием деревообрабатывающего оборудования.

Но как обработать большое количество совершенно одинаковых изделий с наименьшими затратами труда и времени? В этом случае на помощь придут копировальные станки. Одним из них является копировально-фрезерный станок по дереву.

В статье рассматривается его устройство и принцип действия, а также предлагаются некоторые советы желающим изготовить аппарат самостоятельно.

Копировально-фрезерные станки (КФС) предназначены для обработки деталей из дерева методом копирования. Разновидности метода:

• контурное или 2-х мерное (2-D) фрезерование;
• объемное или 3-х мерное (3D) копирование.

Тот или иной метод используется в зависимости от формы обрабатываемого изделия.

Основное преимущество копировальных станков состоит в том, что можно изготавливать любое количество деталей с криволинейным контуром, являющихся копией исходного экземпляра. Все они будут абсолютно идентичными. В то же время станок обладает гибкостью, чтобы перейти на обработку другой детали, достаточно сменить эталон.

Поэтому сфера применения их достаточно широка: от мелкосерийного изготовления до массового производства. Наряду с достаточно большими станками для промышленного назначения существуют компактные настольные устройства. Копировальные станки используются в мебельном производстве, деревообрабатывающих цехах, в столярных мастерских индивидуальных предпринимателей.

В качестве рабочего узла в небольших станках часто используют фрезерные головки (фрезер). Частота вращения его достаточна, чтобы обеспечить требуемое качество поверхности (отсутствие сколов, расщеплений, заусенцев).

Примеры обрабатываемых изделий

Ниже показан далеко не полный состав продукции, изготавливаемой с помощью КФС:

• детали мебели - фасады, изголовья кроватей, спинки, ножки кресел и стульев;
• предметы интерьера - обрамление камина, деревянные панно, рамки, подставки;
• сувенирная продукция - статуэтки, шкатулки, медальоны;
• строительные конструкции - обрамление арочных окон, заполнение филенчатых дверей;
• архитектурные элементы - барельефы, декоративные фризы и бордюры, оконные наличники (прорезные или рельефные), карнизная резьба;
• декоративные ограждения - элементы перил, балясины, экраны с орнаментом, детали забора;
• деревянные элементы оружия - приклад, цевье;
• рукоятки садово-хозяйственного инструмента, например, топорища.

Как можно заметить, перечисленные детали имеют значительные отличия между собой, как по размеру, так и по форме. Если сгруппировать их по наиболее общим признакам, то становится очевидно, что для обработки деталей, относящихся к одной группе, требуется своя конструкция (компоновка) станка.

Принцип работы копировального устройства

Для тиражирования изделия используется один из экземпляров, служащий шаблоном. Головка с режущим инструментом (фреза) соединена в одно целое с копировальным щупом.

При 2-х мерном фрезеровании щуп движется по образующей копируемого контура, а вращающийся инструмент повторяет это движение, в результате чего получается копия шаблона.

Когда фрезеруют объемную деталь, копирующий наконечник сканирует 3-х мерную модель и заставляет фрезу двигаться по эквидистантной (подобной) траектории. Характер движений копировальных станков бывает 2-х видов:

• Шаблон и обрабатываемая заготовка неподвижны, режущая головка перемещается в продольном направлении, снимая за один двойной ход некоторый объем материала.
• Шаблон и заготовка (одна или несколько) вращаются, а фреза перемещается в радиальном направлении по копиру. В результате чего повторяет профиль копируемого сечения. При этом режущий узел или деталь равномерно передвигают вдоль продольной оси изделия.

Частным видом копировально-гравировальных работ является фрезерование рисунков или орнаментов по шаблону, представляющему собой наклеенную бумажную копию, распечатанную на принтере.

В качестве программы для создания рисунка можно использовать AVTOCAD, Компас, Word, Paint и другие. Чтобы не прорвать бумагу, в копирующий наконечник вставляют мягкую вставку (дерево или пластик).

Выбор компоновки самодельного станка

Что нужно знать, приступая к разработке своего оригинального устройства.

В первую очередь следует определить, для каких деталей оно предназначается. Далее следует выбрать формообразующие движения, количество осей станка. Для обработки плоских деталей методом контурного копирования достаточно 2-х осей: продольное и поперечное перемещение. Детали с невысоким рельефом требуют еще одного движения (перпендикулярного).

Однако, если рельеф крутопадающий, то ось инструмента необходимо дополнительно поворачивать, чтобы обеспечить лучшие условия для обработки. То есть, уже получается 4 оси. В некоторых случаях потребуется 5 и более осей. Представляя в голове технологию обработки, следует предусматривать все возможные ситуации. После изготовления станка внести дополнительные движения может оказаться проблематичным.

Наконец, станок необходимо скомпоновать таким образом, чтобы управляющие усилия были минимальными. Это означает, что подвижные узлы должны быть как можно легче. Подумайте - какую компоновку лучше выбрать: горизонтальную или вертикальную. Во-первых, от этого зависит удобство работы, а также загрузки и выгрузки обрабатываемых деталей. Во-вторых, при вертикальной компоновке стружка падает сразу на пол или в корыто, а не скапливается на основании или в механизмах станка.

Фрезерную головку следует выбирать максимально высокооборотную. Это является важным фактором, влияющим на качество обработки (уменьшается высота гребешков от фрезы).

Несколько примеров

Пантограф

Фото 1: станок для вырезания букв.

Применяется для плоской резьбы. В основе его конструкции лежит геометрическая фигура - параллелограмм. Одно из свойств этого механизма заключается в том, что узловые точки во время движения описывают эквидистантные кривые. Причем, если звено удлинять, то его конечная точка будет проходить большее расстояние. Это свойство позволяет использовать механизм для масштабирования.

На фото видно, что общая длина с копирующим наконечником на конце примерно в 2 раза длиннее стороны параллелограмма. Это означает, что механизм увеличивающий. Если наконечником копировать какую-либо фигуру, фреза в 2 раза ее уменьшит. Это позволит снизить погрешности копира. Не стоит забывать, что рисунок или шаблон при этом выполняется увеличенным.

Для изготовления пантографа потребуется покупной фрезер и несколько сухих досок. По-видимому, дешевле не бывает.

Станок с плоскопараллельным механизмом

Фото 2: контурное фрезерование

Область применения - также контурное фрезерование.

В отличие от пантографа, криволинейная траектория получается путем сложения 2-х взаинмо-перпендикулярных движений. 3-я ось служит для внедрения фрезы в толщу детали. Груз на противоположном конце поворотной рамы предназначен для уравновешивания системы.

Обратите внимание на небольшой изъян конструкции: груз лучше устанавливать на резьбовую шпильку, чтобы предусмотреть возможность регулировки.

Станок для объемного фрезерования

Фото 3: объемное фрезерование

В нижней части станины расположены 2 поворотных узла крепления копира и заготовки.

Фрезерная головка установлена на уравновешенной качающейся раме, которая при работе передвигается по взаимно перпендикулярным направляющим.

Вместо подшипников линейного перемещения или втулок скольжения, как в предыдущем устройстве, здесь используются роликовые каретки. Достоинством конструкции является открытое основание, благодаря чему облегчается удаление стружки.

Дупликарвер-2

Фото 4: станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы

Серийный станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы. Образец простоты: про такие конструкции говорят - две палки, две скалки. Имеет 5 управляемых осей:

• 4 поворота (боковые рычаги, поворотная рама, головка, рабочие столики);
• поперечное перемещение головки.

Продольное движение получается сложением 2-х поворотов: рычагов и рамы. В качестве силовой головки используется немецкий фрезер мощностью 500 Вт и с частотой вращения шпинделя 10 - 30 тысяч оборотов в минуту. Легко переносится одним человеком (вес - 28 кг).

Дупликарвер-3

Фот 5: обработка длиномерной объемной резьбы

К предыдущему станку добавлены еще 2 направляющих скалки (дополнительная линейная ось), а поворотные рабочие столики располагаются вертикально. В результате стало возможным обрабатывать длинномерную объемную резьбу.

Ниже показаны некоторые чертежи, которые могут быть полезными при изготовлении самодельного устройства.

Чертеж 1 - устройство пантографа

Чертеж 2 - схема фрезера, установленного на пантографе

Чертеж 3 - каретка для установки фрезера на плоско-копировальном устройстве

Видео: презентация самодельного копировального станка

Копировальный станок с ЧПУ своими силами - возможно ли это

Все рассмотренные выше устройства имеют ручное управление, то есть, несмотря на повышение производительности, человек остается прикован к механизму. Подобная работа довольно однообразна и утомительна. В массовом и крупносерийном производстве используют копировально-фрезерные станки, оснащенные числовым программным управлением (ЧПУ). Вся работа на таком оборудовании сводится к загрузке заготовок и снятию готовых изделий. В качестве примера на фото показан подобный станок.

От обычного фрезерного станка с ЧПУ копировальный отличается наличием программирующей системы. Традиционный станок с ЧПУ работает от управляющей программы, составленной оператором в системе, например, ARTCAM, по 3-D модели, которую разрабатывает на стадии проектирования инженер-конструктор. Если же изделие создано скульптором или дизайнером, его необходимо предварительно оцифровать, то есть создать 3-D модель. Эту работу выполняет инженер-программист.

На копировальном станке с ЧПУ управляющая программа составляется самой системой. При установке копируемого изделия дополнительная приставка ЧПУ ощупывает деталь и создает ее 3-х мерную модель, по которой автоматически формируется управляющая программа. Учитывая высокую стоимость комплектующих, проблемы с приобретением системы ЧПУ, изготовить самостоятельно копировальный станок с ЧПУ - что-то из области фантастики. Проще сделать фрезерный станок с ЧПУ (не копировальный), хотя с этим тоже не каждый справится.

Для тех, кто собирается заняться своим бизнесом, изготавливая поделки из дерева, а также для профессиональных столяров-краснодеревщиков изготовленный своими руками копировальный станок явится большим подспорьем. Его можно с успехом применять с целью художественного оформления загородной усадьбы, хозяйственных построек, детских площадок и других сооружений. Ювелирная, казалось бы, работа будет выполняться играючи и с высоким качеством.

Любые изделия из натуральной древесины высоко ценятся в силу своей экологичности и уникальность. Чтобы создавать своими руками настоящие шедевры из такого натурального материала, необходимо иметь ручной фрезер и обладать необходимыми навыками его использования.

Кроме того, также важными являются и дополнительные приспособления для фрезера, позволяющие производить детали любой сложности именно такими, как они были задуманы автором. для такого инструмента по дереву представляют собой довольно простые конструкции, исполнение которых не требует особых навыков или материальных средств, главное – иметь желание. Но благодаря их использованию обработка разнообразных деталей станет намного проще.

Стол для инструмента

Самым первым необходимым приспособлением, которое дает возможность удобно работать с таким ручным инструментом, является фрезерный стол.

Самая простая конструкция стола состоит из столешницы, в качестве которой может использоваться лист ДСП или другого подобного материала с отверстиями для установки инструмента, а также направляющей, которая крепиться к столу струбцинами.

Сделав обычные ножки, получиться основное приспособление для нашего ручного инструмента – стол, на котором можно будет устанавливать любые другие приспособления.

Параллельный упор

Подобное устройство для ручного фрезерного станка по дереву достаточно часто идет в комплекте оборудования. Но всегда есть возможность сделать его своими руками. Для чего это делается? Сам по себе упор дает возможность отрезать материал по прямой линии. Но нередко бывает так, что разрез требуется сделать не прямым, а, к примеру, дугообразным.

В таком случае целесообразно сделать фрезерный упор, одна из сторон которого будет прямой, а вторая – повторять форму детали. В таком случае появиться возможность резать по дереву разными способами. Шаблоны для подобных упоров каждый мастер создает своими руками «под себя» в зависимости от целей использования фрезерного станка.

Направляющие для фрезера

Одной из основных компонентов комплектации ручного станка для вырезания по дереву являются его направляющие. Изготовить их собственноручно можно из обычных брусков.

В случае использования одного направляющего его необходимо плотно прикреплять к основанию, на котором будут проводиться все необходимые работы. Чтобы сделать всю конструкцию более надежной, вместе с тем исключив вероятность смещения шаблона, его можно дополнительно закрепить боковыми упорами.

Если использовать такое устройство для ручного станка, которое мы сделали своими руками, всегда можно сделать дополнительно пазы в нескольких изделиях.

Самодельные направляющие бывают:

• Т-образными;
• На петлях, могут складываться наподобие книги;
• L-образными.

Достаточно удобным в использовании являются направляющие, которые имеют вид лыж. Использовать их можно с любыми типами ручного фрезера, делая работу с деревянной заготовкой максимально точной и чистой.

Приспособления для обработки тел вращения

Если при работе с таким станком приходиться обрабатывать те или иные тела вращения, к примеру, балясины, столбы и тому подобное, то в таком случае процесс их обработки ручным фрезером станет намного проще при использовании еще одного приспособления. Состоит оно из:

• корпуса;
• передвижной каретки, на которой устанавливается сам инструмент;
• дисков, при помощи которых можно задавать требуемый угол поворота;
• винтов, надежно закрепляющих обрабатываемые детали.

Используя такое приспособление, изделия будут медленно вращаться, что сделает процесс их обработки более удобным. Таким образом, можно своими руками изготовить устройство, которое станет полноценной заменой токарному станку.

Циркули

Такие приспособления для ручного фрезерного станка обеспечивают его движение по требуемой окружности. Конструкция изготовленного своими руками циркуля очень простая, состоит из основной части – штанги, которая прикрепляется одним концом к основанию инструмента, и второстепенной – винта, который вставляется в отверстие ручного фрезера.

Более высокой эффективностью в использовании отличается циркуль с двумя штангами. Изготовив его из какого-либо прозрачного материала, к примеру, оргстекла, на поверхность приспособления можно наносить метрическую шкалу, что сделает его использование еще более удобным.

Используя угловой рычаг со шкалой, проводиться копирование по обрабатываемой заготовке. При этом будет возможность собственноручно в процессе работы центрировать кольцо по фрезой. Угловой рычаг с опорной платой обеспечит точную обработку кромок детали. Конструкция подобного приспособления для работы с ручным инструментом состоит и набора щупов, опорной плиты, а также защиты от стружки.

Небольшие дополнительные приспособления

Обычно в наборе к самому ручному инструменту присутствуют некоторые незначительные приспособления, которые позволяют легко и удобно работать с деталями нестандартной формы. Подобные приспособления всегда можно сделать своими руками или же немного усовершенствовать существующие под свои запросы и требования.

Копировальные кольца. Такие аксессуары – обычные пластины круглой формы, которые определяют движение аппарата по заготовке, что установлена на столе или другом основании. Диаметр таких колец подбирается в зависимости от диаметра фрез.

От выбранного кольца также будет зависеть диаметр шаблона. Подбираются они в обратном пропорциональном отношении – если диаметр фрезы больше диаметра кольца, то шаблон – меньший, чем готовое изделие, и наоборот.

Приспособления для проведения работ с ручным станком на узких поверхностях не будут давать фрезеру сдвигаться в стороны, проходя точно по центру изделий.

Приспособления для созданию шипов. Такие аксессуары чаще всего используются при изготовлении мебели для создания на деталях соединяющих шипов.

В современном мире зачастую возникает необходимость создания копии чего-то или воспроизведения и повторения чего-либо. Для этой цели на многих предприятиях широко используются копировально-фрезерные станки, которые предназначаются для создания изделий, форма которых в наибольшей степени соответствует заданному исходному образцу. Они позволяют производить детали большими тиражами, при этом обеспечивая высокую скорость обработки и изготовления каждого элемента.

Особенности процедуры фрезерования

Фрезерование - это один из распространенных методов механической обработки. С помощью фрезерования проводят черновую, чистовую и получистовую обработку фасонной и простой поверхности заготовок из стали, цветного металла, чугуна и пластмасс. Фрезерование характеризуется высоким уровнем производительности, что позволяет в конечном результате получать изделия правильной геометрической формы.

Фрезерование может осуществляться двумя способами: процедура встречного фрезерования (против подачи), когда подача противоположна направлению вращения фрезы, и фрезерование попутное (по подаче), когда совпадают направления вращения фрезы и подачи. Используя фрезы, которые оснащены современными режущими материалами (минераллкерамикой, синтетическими сверхтвердыми), вы можете обрабатывать материалы, что закалены до высокой твердости, заменяя этим самым процедуру шлифования.

Фрезерные станки предназначаются для фрезерования поверхностей рычагов, планок, корпусов, крышек и кронштейнов простой конфигурации, сложной конфигурации контуров (типа шаблонов, кулачков), поверхностей корпусных деталей. Фрезерные станки разделяются на две основные категории: станки общего назначения и аппараты специализированные. К первой группе относятся станки продольно-фрезерные, консольные, бесконсольные и непрерывного фрезерования. Во вторую категорию входят станки резьбофрезерные, зубофрезерные, шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные и копировально-фрезерные.

Предназначение копировально-фрезерного станка

Копировально-фрезерные станки принято использовать для выполнения копировальных работ по объему и на плоскости, а также по объему с применением объемных моделей и соответствующих копиров, для гравирования разных фасонных профилей, узоров, орнаментов и надписей, а также для легкой фрезерной работы. Бесспорный плюс подобных агрегатов в том, что он способен выполнять при собственном простом устройстве невероятно сложные узоры.

На станке можно совершать различные фрезерные работы по стали, чугуну и цветным металлам с помощью быстрорежущего и твердосплавного инструмента в условиях крупно- и мелкосерийного производства. На подобных станках изготовляются гребневые винты судов, лопатки турбореактивных двигателей и паровых турбин, рабочие колеса гидротурбин, вырубные и ковочные штампы, прессовые и литейные формы, разные кулачки, штампы, пресс-формы, металлические модели и заготовки.

Такое оборудование используется также для сверления отверстий под рукоятки, замки, шпингалеты, металлические петли, а также выполнение рамок для зеркал и каналов любого размера на пластиковых и алюминиевых профилях, как на видео о копировально-фрезерных станках. На универсальных станках процедура обработки подобных изделий является практически невозможной.

Копировально-фрезерный станок предназначается для фрезерования криволинейных деталей методикой копирования по шаблону, с которого копируется форма будущего изделия. Использование шаблонов позволяет исключить при такой сложнейшей операции влияние человеческого фактора, и все готовые детали как следствие имеют одинаковую форму.

Для изготовления нескольких полностью идентичных изделий можно не только использовать единый шаблон, но и все последующие детали изготовить по образцу первой. Однако для самого точного повторения рекомендуется дополнить станок копирующим устройством, которое называется пантографом. Его конструкция бывает различной, но функция одна во всех случаях - точнее передать вдоль профиля движение копирующей головки режущему устройству.

Конструкция копировально-фрезерного станка

Копировально-фрезерный станок предназначен для обработки профилей (фрезерование плоскостное) или рельефов (фрезерование объёмное) изделий с помощью режущего твердосплавного инструмента — фрезы. Фреза воспроизводит на изделии контур или поверхность задающего устройства — копира. Задающее устройство ручного копировально-фрезерного станка имеет пневматическую, механическую или гидравлическую связь с системой слежения, которая отвечает за направление режущего инструмента, с одной стороны действуя на усилительное устройство, а с другой оказывая воздействие на исполнительный орган.

В качестве копира может выступать плоский шаблон, пространственная модель, эталонная деталь, контурный чертеж, а копировальным устройством служит щуп, копировальный ролик или палец, фотоэлемент. Образцы для копирования могут быть изготовлены из металла, пластмассы или древесины. Обрабатываемая деталь и копир закреплены на вращающемся столе.

Исполнительным органом может выступать золотник, винт, соленоид, электромагнитная муфта, дифференциал. В усилительных устройствах копировально-фрезерных станков используют электромагнитные, гидравлические или электрооптические реле. Шероховатость поверхности заготовки и точность профиля находятся в зависимости от скорости передвижения следящего устройства: достигается шероховатость №6 и точность профиля 0,02 миллиметра. Привод исполнительной цепи совершается от силового гидроцилиндра и электродвигателя.

Копирование в установленном масштабе проводится при помощи специального устройства под названием пантограф. Если вас интересует, как в домашних условиях сделать самому копировально-фрезерный станок, то можете его дополнить этим устройством. Пантограф имеет конструктивно направляющий палец, который расположен на оси и перемещается по копиру, ось вращения и инструментальный шпиндель. При перемещении по копиру пальца на заготовке шпиндель описывает геометрически подобную фигуру. А масштаб копирования определяется пропорциями плеч пантографа.

Виды копировально-фрезерных станков

По виду привода различают такие основные типы копировально-фрезерных станков: с пантографом, что предназначен для работы в 2 и 3 измерениях; универсальные аппараты с пантографом, который расположен на поворотном рукаве в вертикальной плоскости; одно- и многошпиндельные агрегаты с прямоугольным и круглым столом; с механической подачей, электро- и гидрофицированные, а также фотокопировальные.

Выделяют несколько видов подобных фрезерно-копировальных станков, которые различаются по уровню автоматизации и прижиму обрабатываемой заготовки:

1. Ручной или настольный копировально-фрезерный станок с механическим прижимом профиля. При его помощи можно производить процедуру рассверловки отверстий различной формы по шаблону, однако для тройных отверстий потребуется трехшпиндильная насадка на станок или дрель.
2. Автоматический (стационарный) фрезерно-копировальный станок с пневматическим прижимом профиля. Такие станки также не позволяют проделать тройные отверстия для установки ручек и, как правило, используются для производства алюминиевых конструкций.
3. Автоматический (стационарный) фрезерно-копировальный станок с пневматическим прижимом профиля и 3-шпиндельной насадкой для проведения рассверловки тройных отверстий.

Принцип работы копировально-фрезерного станка

Обработку изделий на копировально-фрезерном станке проводят по задающему устройству (копиру), действие которого вызывает через копировальное устройство соответствующее перемещение относительно заготовки специального режущего инструмента. Через копировальное устройство копир воздействует на исполнительные органы, при этом заготовка и фреза воссоздают в относительном движении поверхность, которая задана на копире.

Главными движениями являются вращение шпинделя, перемещение стола и салазок по контуру, движение шпиндельной головки при врезании. Вспомогательные движения — ускорение перемещения салазок, шпиндельной головки и стола, установочные перемещения на столе трейсерного столика, упоров, копировального пальца и зажим шпиндельной головки.

Копировально-фрезерные станки по алюминию способны работать по 2 схемам слежения: действия с обратной связью и простого действия. Копировальный щуп и фреза в схеме простого действия между собой жестко связаны, и фрезе передается перемещение щупа по копиру. Отклонение копировального щупа в схеме с обратной связью вызывает рассогласование в положении копировального щупа относительно фрезы.

Результат подобного рассогласования поступает в специальную следящую систему, которая исполнительному устройству выдает сигнал на корректировку траектории движения инструмента. Жесткой связи фрезы и копира в этом случае нет, и копир силы резания не воспринимает, а только передает исполнительным органам соответственный сигнал.

Существует две разновидности копировального фрезерования — объемное и контурное. Кривая копира при контурном копировании может размещаться в плоскости, что параллельна или перпендикулярна оси фрезы. Стол в первом случае с копиром и заготовкой перемещается в продольном направлении, контроль изменения кривой совершается благодаря вертикальному перемещению врезы и копирного пальца. Стол с копиром и заготовкой во втором случае перемещается в поперечном и продольном направлении соответственно форме кривой линии копира.

Сложная пространственная поверхность заготовки при объемном копировании обрабатывается фрезой последовательно, посредством нескольких параллельных ходов стола, то есть контурное копирование выполняется при каждом рабочем ходе. В конце прохода фреза смещается относительно заготовки перпендикулярно строке на величину поперечной подачи, затем происходит следующий рабочий ход.

Также существуют копировально-фрезерные станки прямого действия, в которых щуп фрезе передает движение через пантограф. Подобные станки в основном используют для легких гравировальных и фрезерных работ. При использовании пантографа можно проводить, кроме копирования, уменьшение масштаба заготовок по отношению к копиру. Перемещение копировального щупа по копиру, который установлен на столе станка, передается шпинделю, что при обработке заготовки описывает контур, подобный геометрически копиру.

Копировально-фрезерный станок своими руками

В настоящее время на рынке представлены фрезерно-копировальные станки самой разной конструкции и уровня сложности. Однако купить таковой не всегда возможно, да и цена копировально-фрезерного станка достаточно велика. Поэтому часто перед нами возникает вопрос, как изготовить копировально-фрезерный станок в домашних условиях.

Безусловно, самодельные станки не могут с промышленными моделями полностью конкурировать, но все-таки они являются работоспособными и позволяют изготовить высококачественные копии. Хочется сразу оговориться, что копирующее устройство приспособить к промышленному фрезерному устройству будет очень сложно, и это касается, прежде всего, кардинальной переделки всего аппарата. Поэтому самодельный копировально-фрезерный станок собрать проще всего практически «с нуля» при использовании системы тяг и электрического двигателя с зажимным патроном для фрезы.

Конструкций копировально-фрезерных станков может быть много. Типовая конструкция аппарата следующая: станок конструктивно состоит из рабочего стола, несущей рамы и фрезерной головки. Рабочая поверхность может регулироваться по высоте, фрезерная головка оборудована электрическим двигателем привода и передаточным двухступенчатым механизмом, который обеспечивает две скорости фрезерного вала.

Многие домашние хозяева сетуют, что при копировании изделия получившаяся деталь имеет много изъянов и несоответствий, которые появились при смене направления фрезы, вибрации и дрожании опорной конструкции. Неприятностей добавляют прогибания и искривления заготовки, что связаны с увеличением внутреннего напряжения из-за выборки дерева. Избежать всех недочетов при изготовлении самодельного копировально-фрезерного станка невозможно. Просто рекомендуется делать копировальный станок узкопрофильным, а не универсальным.

Самодельный копировально-фрезерный станок должен быть оптимизированным под производство конкретных изделий, которые необходимы именно вам. К примеру, для эффективного изготовления деревянной части ружья и винта для пропеллера требуются различные технические решения, их не получится в одном станке объединять, и возникнуть могут побочные, трудноисправляемые эффекты. Таким образом, практичнее станки собирать под какие-то определённые задачи. Такой подход может вам избежать многих затрат и трудностей.

Немаловажный фактор - это размер станка. Чем вы большее изделие планируете обрабатывать, тем конструкция должна быть массивнее. Необходимо, чтобы вибрации, которые передаются от привода фрезы, поглощались весом опорной конструкции станка. Нагрузки должны выдерживаться направляющими осями, которые также должны иметь запас прочности и не прогибаться. Оптимальные параметры при проектировании копировально-фрезерного станка своими руками подбираются опытным путём, это обеспечивает плавный ход фрезы.

При конструировании копировально-фрезерного станка определите вид деталей, которые будете изготавливать. Для выполнения граверной работы и для фрезерования длинных изделий требуется разный рабочий стол и метод закрепления на нем заготовок с шаблоном. Свобода перемещения в различных плоскостях режущего инструмента зависит от вида рабочего стола.

От изготавливаемых деталей и их материала зависит мощность электродвигателя, который вращает фрезу и устанавливается на самодельном копировально-фрезерном станке. Для гравировки и фрезерования деревянных изделий достаточно 150-200 ваттного электрического мотора постоянного тока.

Для обеспечения процедуры точного копирования нужно между собой жестко соединить копирующий щуп и устройство, закрепив в нем режущий инструмент. При этом их высота и плоскости над рабочим столом должны совпадать полностью. Созданную жесткую конструкцию следует установить над рабочим столом таким способом, чтобы она могла перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскости вдоль осей, которые создаются условно сторонами рабочего стола.

Копир для токарного станка по дереву с ручным фрезером

Предлагаем вам самостоятельно сделать копировальное устройство с минимальными затратами по времени, станок можно запустить в «промышленное производство» точеных деталей уже к вечеру. «Режущим инструментом» будет ручной фрезер, технические характеристики по изготовляемым деталям зависят от технических характеристик токарного станка по дереву. Не смотря на то, что копир изготовлен с применением фанеры, он может изготавливать до сотни изделий с одного копира, согласитесь, что этого количества вполне достаточно для выполнения большинства оптовых заказов.

Приспособление выглядит не совсем «привлекательно» с точки зрения дизайна, но мы и не ставили перед собой такую задачу. Мы старались сделать наше «оборудование» максимально простым в изготовлении и более-менее надежным. Что в итоге и получилось. Как делается копир? Давайте знакомиться с ним ближе.

Устройство копира

Для режущего инструмента приспособлен обыкновенный ручной фрезер, конкретная модель никакого значения не имеет. Фрезер установите на опорную площадку, у нас размеры площадки 500×200 мм, сделана из листовой фанеры толщиной 12 миллиметров . Вы можете немного увеличивать или уменьшать линейные параметры площадки в зависимости от размеров ручной фрезы. На площадке сделайте отверстия для выхода фрезы и отверстия для установки крепежных болтов. Для того чтобы полностью исключить несанкционированные самопроизвольные подвижки фрезы во время работы, советуем вам установить на площадке дополнительные упорные бруски по периметру, бруски зафиксируйте саморезами, длина саморезов выбирается с учетом толщины фиксирующих брусков.

Фрезер нужно установить между упорными брусками, проверьте надежность его фиксации, любые колебания исключаются полностью. Дальний конец площадки должен «ездить» по трубе на всю длину токарного станка по дереву, мы использовали трубу Ø 25 миллиметра, вы можете брать для изготовления другие трубы. Главное, чтобы они выдерживали вес фрезера не прогибаясь, были абсолютно ровными и с идеально гладкой поверхностью. Концы трубы закрепите двумя деревянными брусками, в нашем случае использованы бруски 80×35 мм. Бруски прикрутите к корпусу токарного станка при помощи саморезов по металлу, не придется нарезать резьбу под болты. Если у вас устройство станка не позволяет крепить бруски таким способом, то решите эту проблему по-своему.

Установка главных конструктивных элементов самодельного копира

Настоятельный совет - не спешите во время изготовления оборудования, точеные детали под копир не прощают даже малейших нарушений не только технологии, но и расположения рабочих осей. Из этого следует, что ось трубы, по которой будет двигаться фрезер должна быть идеально параллельной оси вращения токарного станка. У нас само собой получилось, что ось трубы совпала с осью станка, но это условие не обязательно. Главное, чтобы режущий инструмент фрезы в крайнем нижнем положении совпадал с осью станка, а этот параметр можно регулировать уровнем расположения копира.

Труба фиксируется в глухих отверстиях брусков, перед фиксацией на нее нужно одеть два бруска, на которых будет установлена несущая площадка фрезера. Важное условие - бруски для площадки должны легко скользить по направляющей трубе, но шатания запрещаются. Проверьте этот параметр, при необходимости вручную притрите трубу и бруски. Потом закрепите к брускам опорную площадку фрезера и установите на ней фрезер. Еще раз проверьте плавность скольжения, обращайте внимание, чтобы шатания полностью отсутствовали. Не бойтесь таких «строгих» требований по качеству скольжения. Если вы имеете трубу с нормальной поверхностью и полностью ровную, то добиться плавного скольжения несложно.

Установка горизонтального бруска

Это второй «рабочий» элемент самодельного копира, по точности установки нужно соблюдать все вышеперечисленные требования. К горизонтальному бруску крепится шаблон профиля деталей. Для изготовления вполне подойдет брусок 70×30 мм, крепится саморезами к вертикальным деревянным стойкам, стойки зафиксируйте любым удобным способом к станине токарного станка. Верхняя кромка горизонтального бруска должна быть параллельной оси станка и находиться на одном уровне с ней. Если копир станет временно не нужным, то брусок легко снимается, установочная площадка для фрезера откидывается в крайнее заднее положение и токарный станок по дереву можно использовать по прямому назначению.

К рабочей площадке фрезера закрепите вертикальный упор, мы сделали его из тонкой фанеры, вы сможете использовать более прочные материалы, вплоть до металлических. Эта деталь будет во время точения двигаться по копиру и задавать пространственное положение фрезы, копир крепите максимально прочно. По толщине есть прямая зависимость: чем он тоньше, тем точнее будут сниматься размеры с шаблона. Но есть и другая зависимость - слишком тонкий копир затрудняет передвижение устройства по шаблону, выбирайте золотую середину. Высоту копира нужно регулировать уже после окончательной сборки станка, во время регулирования нужно соблюдать все перечисленные условия. Еще один момент. Если у вас копир из фанеры, то нужно сделать его съемным, это позволит быстро менять износившийся копир на новый во время вытачивания большого количества однотипных изделий.

Как изготавливается шаблон

Здесь нет ничего нового. Нарисуйте на полосе фанеры или плиты ОСП конур вытачиваемой детали, проверьте еще раз все размеры и при помощи электрического лобзика аккуратно вырезайте. Кромки нужно обязательно отшлифовать, удалите зазубрины и неровности. Шаблон закрепите на горизонтальной рейке саморезами, во время фиксации соблюдайте все установочные размеры.

Некоторые особенности точения

Передвигать устройство придется только двумя руками, в противном случае возможно заедание на трубе. Еще одна проблема - радиусы закругления точеных деталей ограничиваются диаметром фрезы, это нужно иметь в виду во время выбора профиля точеных деталей. Практика показывает зависимость скорости подачи от диаметра фрезы: чем меньше диаметр фрезы - тем меньше должна быть подача и наоборот.

1 400 руб